該發現可能有助于開發其它標靶Rho的抗生素
與人類相比,細菌不攜帶過多的“垃圾DNA”,它們的基因組要“整潔”得多。比如大腸桿菌大約90%的基因組都包含編碼蛋白質的DNA,而人類基因組的90%都是非編碼的“垃圾DNA”。
美國科學家近日研究發現,細菌基因組的這種“整潔”可能要歸功于一種名為Rho的古老蛋白。它具有調節功能,能夠平衡基因的活性并能結合輔助因子“沉默”外來DNA.。相關論文5月16日發表在《科學》(Science)雜志上。
美國紐約大學醫學院的Evgeny Nudler和同事結合了基因組學和蛋白質組學方法,用常用的動物抗生素——雙環霉素抑制Rho的活性,觀測了基因的開關情況。接下來,研究人員利用微分基因電泳(DIGE)技術挑出了大腸桿菌基因響應抗生素而產生的蛋白,并用質譜學方法鑒別了這些蛋白。
Nudler表示,“我們的研究顯示了Rho是廣泛存在的,它幾乎能夠終止所有基因內的轉錄。它的第一個主要功能就是調節轉錄水平以適應細菌的翻譯需求。”換句話說,Rho確保細菌不會負荷太多的蛋白。Nudler說:“Rho對于細菌的生存是必需的,因為看起來它‘牽制’了潛在的有毒基因。”
論文第一作者、紐約大學醫學院的Christopher J. Cardinale說:“Rho是一種古老的蛋白,細菌中到處都是。”他推測,Rho使細菌能夠快速生長。他說:“細菌如此之小,它們不會攜帶過多的額外DNA。在進化過程中,Rho可能使得基因被緊湊地‘打包’起來,從而反過來促進了細菌的快速生長。”
另外,通過進一步分析,研究人員發現,Rho能夠連同兩個輔助因子一起“沉默”大腸桿菌體內的外來DNA。此外來DNA對大腸桿菌細胞具有毒性,在數百萬年前通過橫向事件(基因交換)進入大腸桿菌體內。
研究人員表示,這一發現目前尚沒有直接的臨床應用。不過他們推測,這一發現可能有助于開發其它標靶Rho的抗生素,因為大多數細菌對抗生素的抗性都是通過橫向轉移獲得的。(科學網 梅進/編譯)
(《科學》(Science),Vol. 320. no. 5878, pp. 935 – 938,Christopher J. Cardinale,Evgeny Nudler)
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